知识库系统

10.7.5　知识库系统

现在的计算机技术已经发展到对知识处理和智能处理的阶段了，原来单纯的数据处理和数值处理已经很难满足现在的很多需求。要使用计算机进行知识处理，就需要一定机制对知识进行存储、组织和管理，这样的一个系统就叫知识库系统。知识库是人工智能（AI）和数据库结合的产物。如果说数据库就是把数据从应用程序中分离出来交由系统程序处理，则知识库就是把知识从应用程序中分离出来，交由知识系统程序处理。

一、知识及其表示方法

在深入介绍知识库之前，先了解什么是知识以及知识的表示方法。

知识是人们对自然现象的认识和从中总结出的规律和经验。通常知识可以表现为：

K=F+R+C

其中，K为知识项（Knowledge Items），F为事实（Facts），R为规则（Rules），C为概念（Concepts）。概念给出知识的最基本内容，是知识的最低层基础，如人、学校、汽车等，一般以名词形式出现；事实是知识所表示的有关问题涉及的事物、环境的常识性知识，如事物的分类、属性、事物之间的关系等，事实建立了概念之间的联系，它是静态地为人们所共享、最低层次的知识；规则是由事实组成，建立了事实之间的联系。规则是有关问题中事物的行动、动作相联系的因果关系知识。

在知识库系统中，我们应该采取一定的方法将知识表示成易于在计算机中进行存储和管理的形式。目前知识表示方法主要有逻辑表示法、语义网络表示法、框架表示法、产生式表示法、面向对象表示法、脚本表示法和直接表示法等。对于这些方法在此不做详细的介绍，读者可以参考相关资料进行学习。

二、知识库系统组成

知识库系统主要由知识库（KB）和知识库管理系统（KBMS）两大部分组成。知识库是知识的集合，包括概念、事实与规则。由于概念一般包含在事实内，因此实际上知识库应当包含事实与规则两个部分。知识库管理系统就是管理知识库的计算机软件，它应该支持传统数据库管理系统的一切功能，并且具有一种对知识进行操纵和处理的描述性语言。

因为知识库系统中管理的是大量的知识的集合，因此需要一个管理系统来管理和操纵这些知识项，管理知识库的这个计算机软件就叫知识库管理系统。因为知识库管理系统管理的是知识项，所以其在具有普通数据库管理系统的功能之外，还应该具有一些特殊的功能，主要包括：

（1）知识的表示和存储。即能够采用一定的方法表示知识，并按照不同的知识表示形式实现知识的结构化存储。

（2）知识的获取、学习和编辑功能。知识库系统应该能从外部获取新的知识，并且经过学习和推理将新的知识追加到知识库中。系统还应能对获取的知识进行编辑和对新旧知识的一致性、完整性进行检查。

（3）对知识的系统化组织与管理功能。

（4）知识库的操作与维护功能。包括知识库的建立与撤销，知识的增、删、改、重组等功能。

（5）对知识库进行查询与推理功能。用户应该可以方便地对知识项进行查询，并且提供推理机构，实现知识的演绎与推理。

因此，知识库管理系统应该有和这些功能相对应的模块。包括知识获取模块、知识查询和检索模块、推理机构和一致性与完整性检查模块等。

其实知识库系统是一种资源的集成，它包括硬件、软件、信息以及有关的人员。其中知识库是知识库系统的基础，它存储需要处理的知识集。知识库管理系统则是用来管理知识库的知识的计算机软件。另外数据库系统还应该具有知识获取机构，用来获取和更新知识库系统中的知识。当然知识库系统还需要管理人员来进行维护，以保证系统的正常运行。